太赫兹关键技术及其辐射计应用
发布时间：2023-04-18 19:37
太赫兹波是频率为0.1THz10THz的电磁波,其频谱位于微波和光波之间,同时具有传统微波和光波的优点,是国际学术界公认的具有重大科学价值和战略需求的前沿技术领域。太赫兹波一系列独特的特性使其具有巨大的应用前景,可广泛用于大气和环境监测、高速无线移动通讯、安全检测、射天天文等领域。以太赫兹辐射计为主体的太赫兹被动探测技术是太赫兹技术的重要应用之一,具有高灵敏度、高分辨率等优点,能为大气成分探测提供有效的技术手段,可广泛应用于大气科学研究、环境监测和灾害性天气预报,是国家自然科学基金“十三五”发展规划中的优先发展领域。本文基于固态太赫兹技术,围绕太赫兹辐射计的实现,从肖特基二极管的建模和自主研发着手,对辐射计关键电路(混频器和倍频器)的集成化开展了深入研究。基于关键电路性能的突破,搭建了太赫兹辐射计实验验证系统,并对辐射计前端的单片集成进行了初步研究。本文主要研究内容有:(1)太赫兹谐波混频技术。谐波混频器是辐射计中的变频电路,起到将射频信号下变频到低频的功能,是实现系统噪声接收的关键技术,对提高系统性能起着至关重要的作用,特别是在缺乏固态低噪声放大器的太赫兹频段,...
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 太赫兹辐射计发展动态
1.3 太赫兹谐波混频器发展动态
1.4 太赫兹倍频器发展动态
1.5 本文研究内容及章节安排
第二章 太赫兹谐波混频器技术
2.1 混频器基本原理
2.1.1 基波混频器原理
2.1.2 谐波混频器原理
2.1.3 混频器主要指标
2.2 太赫兹肖特基二极管建模研究
2.2.1 太赫兹肖特基二极管基本原理
2.2.2 太赫兹二极管基本特性
2.2.3 太赫兹平面肖特基二极管
2.2.4 太赫兹平面肖特基二极管建模
2.2.5 太赫兹平面肖特基二极管的改进
2.3 太赫兹混合集成混频技术
2.3.1 太赫兹混合集成混频器基本电路
2.3.2 太赫兹混合集成混频电路优化仿真
2.3.3 太赫兹混合集成混频技术改进
2.3.4 太赫兹混合集成混频电路封装工艺
2.4 太赫兹GaAs单片集成混频技术
2.4.1 太赫兹GaAs单片集成共面波导混频电路优化仿真
2.4.2 太赫兹GaAs单片集成混频电路封装工艺
2.5 太赫兹异质集成混频技术
2.5.1 太赫兹异质集成混频技术优势
2.5.2 太赫兹异质集成混频电路优化仿真
2.5.3 太赫兹异质集成混频电路封装工艺
2.6 太赫兹高次谐波混频技术
2.6.1 太赫兹高次谐波混频电路概述
2.6.2 太赫兹三次谐波混频技术
2.6.30.75 -1.1THz全频段四次谐波混频技术
2.7 太赫兹谐波混频器实验研究
2.7.1 太赫兹谐波混频器变频损耗测试方案
2.7.2 太赫兹分谐波混频器测试平台及测试结果
2.7.3 太赫兹高次谐波混频器测试平台及测试结果
2.8 本章小结
第三章 太赫兹GaAs单片集成三倍频器技术
3.1 太赫兹倍频器原理
3.1.1 倍频器基本原理
3.1.2 太赫兹三倍频电路
3.2 太赫兹变容二极管建模
3.2.1 变容二极管的工作机理和等效电路分析
3.2.2 变容二极管主要参数分析
3.2.3 平面肖特基变容二极管建模技术
3.3 太赫兹GaAs单片集成共面波导三倍频器技术
3.3.1 变容二极管设计
3.3.2 260GHz-300GHz GaAs单片集成三倍频器电路
3.3.3 单片集成三倍频器无源电路及优化仿真
3.3.4 单片集成三倍频器性能优化
3.3.5 太赫兹单片集成三倍频电路封装
3.4 太赫兹单片集成三倍频器实验研究
3.4.1 太赫兹单片集成三倍频器实验电路
3.4.2 太赫兹单片集成三倍频器实验方案与实验平台
3.4.3 太赫兹单片集成三倍频器测试结果及分析
3.5 结论
第四章 太赫兹辐射计研究
4.1 辐射计理论
4.1.1 全功率辐射计
4.1.2 迪克式辐射计
4.2 太赫兹辐射计
4.2.1 太赫兹辐射计电路组成
4.2.2 太赫兹辐射计主要参数分析
4.3 太赫兹辐射计实验
4.3.1 太赫兹辐射计等效噪声温度测试
4.3.2 太赫兹辐射计亮温灵敏度测试
4.4 单片集成辐射计前端方案
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文研究工作总结
5.2 论文的主要创新点
5.3 未来展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
一、论文发表情况
二、授权专利情况
三、获奖情况
本文编号：3792895
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 太赫兹辐射计发展动态
1.3 太赫兹谐波混频器发展动态
1.4 太赫兹倍频器发展动态
1.5 本文研究内容及章节安排
第二章 太赫兹谐波混频器技术
2.1 混频器基本原理
2.1.1 基波混频器原理
2.1.2 谐波混频器原理
2.1.3 混频器主要指标
2.2 太赫兹肖特基二极管建模研究
2.2.1 太赫兹肖特基二极管基本原理
2.2.2 太赫兹二极管基本特性
2.2.3 太赫兹平面肖特基二极管
2.2.4 太赫兹平面肖特基二极管建模
2.2.5 太赫兹平面肖特基二极管的改进
2.3 太赫兹混合集成混频技术
2.3.1 太赫兹混合集成混频器基本电路
2.3.2 太赫兹混合集成混频电路优化仿真
2.3.3 太赫兹混合集成混频技术改进
2.3.4 太赫兹混合集成混频电路封装工艺
2.4 太赫兹GaAs单片集成混频技术
2.4.1 太赫兹GaAs单片集成共面波导混频电路优化仿真
2.4.2 太赫兹GaAs单片集成混频电路封装工艺
2.5 太赫兹异质集成混频技术
2.5.1 太赫兹异质集成混频技术优势
2.5.2 太赫兹异质集成混频电路优化仿真
2.5.3 太赫兹异质集成混频电路封装工艺
2.6 太赫兹高次谐波混频技术
2.6.1 太赫兹高次谐波混频电路概述
2.6.2 太赫兹三次谐波混频技术
2.6.30.75 -1.1THz全频段四次谐波混频技术
2.7 太赫兹谐波混频器实验研究
2.7.1 太赫兹谐波混频器变频损耗测试方案
2.7.2 太赫兹分谐波混频器测试平台及测试结果
2.7.3 太赫兹高次谐波混频器测试平台及测试结果
2.8 本章小结
第三章 太赫兹GaAs单片集成三倍频器技术
3.1 太赫兹倍频器原理
3.1.1 倍频器基本原理
3.1.2 太赫兹三倍频电路
3.2 太赫兹变容二极管建模
3.2.1 变容二极管的工作机理和等效电路分析
3.2.2 变容二极管主要参数分析
3.2.3 平面肖特基变容二极管建模技术
3.3 太赫兹GaAs单片集成共面波导三倍频器技术
3.3.1 变容二极管设计
3.3.2 260GHz-300GHz GaAs单片集成三倍频器电路
3.3.3 单片集成三倍频器无源电路及优化仿真
3.3.4 单片集成三倍频器性能优化
3.3.5 太赫兹单片集成三倍频电路封装
3.4 太赫兹单片集成三倍频器实验研究
3.4.1 太赫兹单片集成三倍频器实验电路
3.4.2 太赫兹单片集成三倍频器实验方案与实验平台
3.4.3 太赫兹单片集成三倍频器测试结果及分析
3.5 结论
第四章 太赫兹辐射计研究
4.1 辐射计理论
4.1.1 全功率辐射计
4.1.2 迪克式辐射计
4.2 太赫兹辐射计
4.2.1 太赫兹辐射计电路组成
4.2.2 太赫兹辐射计主要参数分析
4.3 太赫兹辐射计实验
4.3.1 太赫兹辐射计等效噪声温度测试
4.3.2 太赫兹辐射计亮温灵敏度测试
4.4 单片集成辐射计前端方案
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 论文研究工作总结
5.2 论文的主要创新点
5.3 未来展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
一、论文发表情况
二、授权专利情况
三、获奖情况
本文编号：3792895
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3792895.html